ホスト分子の集団的配向生成・崩壊の誘導によるアニオンの高感度検出法の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13740423
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 石岡 寿雄 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助手 (60304838)
• Keywords: イオン認識 / 第二高調波発生 / 自己組織化 / 分子認識

Research Abstract

本研究の目的は吸着ホスト分子間の相互作用を制御し,界面の秩序構造の変化を誘導することによりアニオン種の高感度認識手法を開発することである.
平成13年度に,分子間相互作用により秩序構造に変化を誘導することが可能な吸着ホスト分子の分子設計を行い,アントラキノン骨格に,分子間水素結合の受容体としてチオ尿素またはアミノ基を導入したホスト分子を合成した.さらにこれらのアニオンレセプターを,金単結晶表面に1)吸着させた電極,2)チオールを用いて結合させた電極を作成し,合成したアニオンレセプターが界面に吸着し自己組織化していることを電気化学的に確認した.
平成14年度には,作成したリン酸二水素イオン等のアニオンに対する応答を,(a)電気化学的測定法,ならびに表面における分子の配向,秩序性に鋭敏な測定法である(b)第二高調波発生を用いて評価した.いずれのアニオンレセプターも電極表面において,金原子の配列に基づく秩序構造を形成することが確認できた.さらにその秩序性を第二高調波の回転異方性により評価すると,その異方性パラメータが,アニオンの種類および濃度に大きく変化することが確認できた.アニオンの存在により,吸着種の秩序構造が変化し,表面の分子配向の変化が誘導されているものと考えられる.
以上の結果,アニオンの存在の有無によって,界面の秩序構造の変化を誘導することができ,幅広い濃度範囲で電気化学的,および分光的な変化を生じさせることに成功した.特にリン酸に水素イオンについて,10^<-8>〜10^<-1>Mの濃度範囲での構造変化を誘導できることが確認された.今後,本研究で用いた界面修飾法,測定法を用い,イオンセンサー等への実用的応用展開が期待できる.

Research Products

• [Publications] T.Sugiyama, T.Ishioka, et al.: "Electrochemical potential-dependence of ultrafast electron thermalization process at Au(111)electrode/aqueous solution interfaces modified with alkanethiols"Journal of Physical Chemistry. 106・18. 4740-4745 (2001)
• [Publications] K.Seno, T.Ishioka, et al.: "Photoionization of Rhodamine Dyes Adsorbed at the Aqueous Solution Surfaces Investigated by Synchrotron Radiation"Analytical Sciences. 17・spec・issue. i1177-i1179 (2001)
• [Publications] T.Ishioka et al.: "Analysis of the redox reaction of 9,10-phenanthrenequinone on a gold electrode surface by cyclic voltammetry and time-resolved Fourier transform surface-enhanced Raman scattering spectroscopy"Analytica Chimica Acta. 449・1-2. 253-260 (2001)
• [Publications] 石岡 寿雄(分担執筆): "9,10-フェナントレンキノンの表面増強ラマンスペクトルの測定(機器分析実験第3章)"東京化学同人. 6 (2001)